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Development of a Novel, Intelligent Down the Hole Disconnect Tool

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Des solutions intelligentes pour forer des puits de manière rentable

Les opérateurs de forage pétrolier pourraient réaliser d'importantes économies et gagner en efficacité s'ils pouvaient nettoyer et déconnecter plus efficacement certains composants des systèmes de forage.

Technologies industrielles
Énergie

Une avancée réalisée par le projet I-DISC, financé par l'UE, devrait permettre aux opérateurs de considérablement réduire leurs coûts opérationnels. Un nouveau système intelligent et autonome de déconnexion utilise des capteurs électroniques et un traitement en fond de puits pour détecter si des pièces de la foreuse sont coincées dans le puits. Dans ce cas, l'opérateur peut alors commander une déconnexion via un système d'embrayage motorisé. «Le projet doit maintenant être commercialisé, en s'appuyant sur l'acceptation des opérateurs et leur investissement dans ce nouveau système», explique Andy Ollerenshaw de Cutting & Wear Resistant Developments au Royaume-Uni, coordinateur du projet. «Par rapport aux méthodes classiques de déconnexion, l'utilisation de ce système pourrait générer des économies se chiffrant en millions de dollars. Au final, ce projet pourrait rendre moins coûteuse l'exploitation des puits difficiles et atténuer le risque de blocage des pièces des foreuses.» Des environnements de travail difficiles Forer un puits de pétrole est une tâche d'ingénierie complexe qui exige des connaissances dans diverses sciences de la Terre, ainsi que des matériaux de pointe et de la créativité. «L'extrémité de la machine de forage est appelée BHA (Bottome Hole Assembly ou garniture de fond). Elle est constituée des outils de forage et du trépan», explique M. Ollerenshaw. Les outils de forage du BHA permettent à l'utilisateur de faire circuler le trépan depuis la surface vers une cible présélectionnée, pouvant se trouver à plus de 10 km de la surface et à une profondeur de 5 km, en fonction de la cible souterraine. Le BHA contient également des outils effectuant constamment des mesures sur le type de roche et les fluides contenus (gaz, pétrole, eau) et transmettant en temps réel ces données vers la surface. Pour forer un puits vers un point ou une cible spécifique située à plusieurs kilomètres sous la surface, il faut relever un grand nombre de défis. Ceux-ci comprennent la nécessité d'atteindre la cible (dans un rayon de 50 mètres, par exemple), la gestion de pressions et de températures élevées, l'affaissement de roches instables et le blocage du BHA. Ce dernier problème peut être dû à un mauvais nettoyage du puits, c'est-à-dire au fait que la roche découpée n'est pas retirée assez vite du trou et qu'elle s'accumule autour du BHA, l'empêchant d'être retiré du puits jusqu'à la surface. «C'est un problème qui entraîne des coûts importants», déclare M. Ollerenshaw. «Un BHA de forage peut coûter jusqu'à 5 millions d'euros. Lorsqu'un BHA de forage est coincé, la tige de forage doit être déconnectée du BHA et ramenée à la surface.» Les techniques actuelles nécessitent de faire passer des explosifs câblés dans la tige de forage et de les faire exploser aussi profondément que possible, de manière à dégager la tige de forage. Cette opération est coûteuse et comporte de nombreuses difficultés techniques. Des solutions intelligentes Le projet I-DISC a été conçu pour fournir une solution rentable à ce problème en facilitant le nettoyage du puits et de la tige de forage, au cas où le BHA serait coincé. «Dès le départ, il était clair qu'une approche complètement nouvelle était nécessaire, mettant en jeu une nouvelle technologie exploitant l'intelligence artificielle, des détecteurs et un traitement électronique», déclare M. Ollerenshaw. Le projet s'est consacré à la mise au point de systèmes électroniques et de logiciels capables de résister à l'environnement difficile du fond de puits, caractérisé par des pressions, des températures et des vibrations élevées. La technologie devait également être fiable et permettre de faire face aux problèmes opérationnels liés à une déconnexion accidentelle. Cet objectif a été atteint en intégrant différents modes que l'outil doit reconnaître avant de progresser vers le mode suivant, pour déboucher finalement sur le mode déconnexion. «Nous devions également nous assurer que l'embrayage électromécanique était assez solide pour transmettre les forces nécessaires à la foreuse, tout en permettant un actionnement fiable en cas de besoin», déclare M. Ollerenshaw. Le résultat final est une application intelligente de forage pétrolier qui donne aux opérateurs un meilleur contrôle et une plus grande tranquillité d'esprit en cas de blocage du BHA, car ils auront à portée de main une solution viable et rentable.

Mots‑clés

I-DISC, pétrole, foreuse, BHA, forage, technologie, intelligence artificielle, gaz, eau

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